雪崩击穿电压是什么意思啊

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2018/10/18 04:58:38
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雪崩击穿电压是什么意思啊
雪崩击穿电压是什么意思啊

雪崩击穿电压是什么意思啊
BJT(双极型晶体管)的穿通电压与雪崩击穿电压一道,都起着限制着晶体管最高工作电压的作用(由该二者的最低值决定).
  晶体管的穿通,就是在外加反向偏压还未达到集电结发生雪崩击穿时就出现了电流突然增大的一种现象,即提前发生“击穿”的一种效应.BJT发生穿通时所对应的反向偏压称为穿通电压.穿通效应产生的机理可区分为基区穿通、外延层穿通和缺陷造成的局部穿通等几种,相应地就有不同的穿通电压指标——基区穿通电压、外延层穿通电压和局部穿通电压等.
  ① 基区穿通:
  BJT的基区穿通就是集电结还未发生雪崩倍增时、集电结势垒区就已经扩展到了整个基区(即基区宽度减小到0)的现象;这时在集电极与发射极之间的电压值就是基区穿通电压.基区穿通的发生是由于集电结反向电压使得势垒厚度增大、从而导致基区宽度变窄的结果.从能带图来看,在基区穿通以后,则电中性的基区消失了,整个基区就都成为了高电场的耗尽区,则发射区的电子就可以直接漂移到集电区,从而输出很大的集电极电流——产生类似雪崩击穿的现象;实际上,在基区穿通以后,集电结与发射结之间的电压(等于[Vcb-Vbe])就可认为完全加在发射结上了,这就会使得发射结立即产生雪崩击穿(击穿电压为BVceo).所以,基区的穿通是伴随有击穿效应的,即穿通与击穿同时存在.这时,穿通电压可以根据
  集电结近似为单边突变结、还是近似为线性缓变结,并由耗尽层厚度来进行估算.显然,对于基区掺杂浓度较低于集电区的合金晶体管和基区宽度较小的各种晶体管,在较高集电结电压时容易发生的是基区穿通而非集电结雪崩击穿.
  ② 外延层穿通:
  对于n-p-n/n+双扩散Si外延平面晶体管,由于基区掺杂浓度高于集电区,则在集电结的反向偏压增大时,集电结势垒区将较多的是向集电区扩展,则这时不会发生基区穿通(如果基区宽度不是太窄的话),但较容易的是发生外延层穿通(即集电结在发生雪崩击穿前,集电结势垒区即已扩展到低阻的n衬底表面,整个外延的集电区变成了势垒区——耗尽层);在外延层穿通以后,集电结的反向电压即完全加在了由p基区与n+衬底构成的p-n+结上(即加在整个耗尽了的外延层上),而该p-n+结两边的掺杂浓度都较高,因此很快就会发生雪崩击穿.可见,该外延层穿通电压也同样限制着晶体管的耐压性能.显然,为了防止外延层穿通,就应该增大外延层的掺杂浓度及其厚度,使得在发生集电结雪崩击穿之前不至于整个外延层全部耗尽(穿通).
  ③局部穿通:
  由于材料缺陷或者制造工艺不当等原因,若在发射结或集电结的结面上出现了“毛刺”,那么也将同样容易产生基区穿通或者外延层穿通.如果产生的是基区穿通,则可能会出现折线形的击穿特性曲线(因为首先穿通时电流要经过狭窄的局部穿通区,故有一段电流随电压而线性增大的范围;一直到反向电压达到BVcbo时、使集电结发生雪崩击穿,集电极电流电流才急剧增大).[

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